Spring IoC 和 AOP

Spring 框架 Java 开发的行业标准

Spring 全家桶

Web：Spring Web MVC/Spring MVC、Spring Web Flux

持久层：Spring Data/ Spring Data JPA、Spring Data Redis、Spring Data MongoDB

安全校验：Spring Security

构建工程脚手架：Spring Boot

微服务：Spring Cloud

IoC 是 Spring 全家桶各个功能模块的基础，创建对象的容器

AOP 也是以 IoC 为基础，AOP 是面向切面编程，抽象化的面向对象

1、打印日志

2、事务

3、权限处理

IoC

控制反转，将对象的创建进行反转，常规情况下，对象都是开发者手动创建的，使用 IoC 开发者不再需要创建对象，而是由 IoC 容器根据需求自动创建项目所需要的对象。

不用 IoC：所有对象开发者自己创建

使用 IoC：对象不用开发者创建，而是交给 Spring 框架来完成

1、pom.xml

<dependency>
    <groupId>org.springframeworkgroupId>
    <artifactId>spring-contextartifactId>
    <version>5.3.15version>
dependency>

基于 XML 和基于注解

基于 XML：开发者把需要的对象在 XML 中进行配置，Spring 框架读取这个配置文件，根据配置文件的内容来创建对象

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
       xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://www.springframework.org/schema/context
       http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
       http://www.springframework.org/schema/aop
       http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.3.xsd">

    <bean class="com.southwind.ioc.DataConfig" id="config">
        <property name="driverName" value="Driver">property>
        <property name="url" value="localhost:8080">property>
        <property name="username" value="root">property>
        <property name="password" value="root">property>
    bean>

beans>

package com.southwind.ioc;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
//        DataConfig dataConfig = new DataConfig();
//        dataConfig.setDriverName("Driver");
//        dataConfig.setUrl("localhost:3306/dbname");
//        dataConfig.setUsername("root");
//        dataConfig.setPassword("root");
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
        System.out.println(context.getBean("config"));
    }
}

基于注解

1、配置类

用一个 Java 类来替代 XML 文件，把在 XML 中配置的内容放到配置类中。

package com.southwind.configuration;

import com.southwind.ioc.DataConfig;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class BeanConfiguration {

    @Bean(value = "config")
    public DataConfig dataConfig(){
        DataConfig dataConfig = new DataConfig();
        dataConfig.setDriverName("Driver");
        dataConfig.setUrl("localhost:3306/dbname");
        dataConfig.setUsername("root");
        dataConfig.setPassword("root");
        return dataConfig;
    }
}

ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(BeanConfiguration.class);
System.out.println(context.getBean("config"));

2、扫包+注解

更简单的方式，不再需要依赖于 XML 或者配置类，而是直接将 bean 的创建交给目标类，在目标类添加注解来创建

package com.southwind.ioc;

import lombok.Data;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Data
@Component
public class DataConfig {
    @Value("localhost:3306")
    private String url;
    @Value("Driver")
    private String driverName;
    @Value("root")
    private String username;
    @Value("root")
    private String password;
}

ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext("com.southwind.ioc");
System.out.println(context.getBean(DataConfig.class));

自动创建对象，完成依赖注入

package com.southwind.ioc;

import lombok.Data;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Data
@Component
public class GlobalConfig {
    @Value("8080")
    private String port;
    @Value("/")
    private String path;
    @Autowired
    private DataConfig dataConfig;
}

@Autowired 通过类型进行注入，如果需要通过名称取值，通过 @Qualifier 注解完成名称的映射

package com.southwind.ioc;

import lombok.Data;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Data
@Component
public class GlobalConfig {
    @Value("8080")
    private String port;
    @Value("/")
    private String path;
    @Autowired
    @Qualifier("config")
    private DataConfig config;
}

package com.southwind.ioc;

import lombok.Data;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Data
@Component("config")
public class DataConfig {
    @Value("localhost:3306")
    private String url;
    @Value("Driver")
    private String driverName;
    @Value("root")
    private String username;
    @Value("root")
    private String password;
}

AOP

面向切面编程，是一种抽象化的面向对象编程，对面向对象编程的一种补充，底层使用动态代理机制来实现

这种在运行时，动态地将代码切入到类的指定方法、指定位置上的编程思想就是面向切面的编程

		面向切面编程（AOP是Aspect Oriented Program的首字母缩写），我们知道，面向对象的特点是继承、多态和封装。而封装就要求将功能分散到不同的对象中去，这在软件设计中往往称为职责分配。实际上也就是说，让不同的类设计不同的方法。这样代码就分散到一个个的类中去了。这样做的好处是降低了代码的复杂程度，使类可重用
		但是人们也发现，在分散代码的同时，也增加了代码的重复性。什么意思呢？比如说，我们在两个类中，可能都需要在每个方法中做日志。按面向对象的设计方法，我们就必须在两个类的方法中都加入日志的内容。也许他们是完全相同的，但就是因为面向对象的设计让类与类之间无法联系，而不能将这些重复的代码统一起来
		也许有人会说，那好办啊，我们可以将这段代码写在一个独立的类独立的方法里，然后再在这两个类中调用。但是，这样一来，这两个类跟我们上面提到的独立的类就有耦合了，它的改变会影响这两个类。那么，有没有什么办法，能让我们在需要的时候，随意地加入代码呢？这种在运行时，动态地将代码切入到类的指定方法、指定位置上的编程思想就是面向切面的编程		一般而言，我们管切入到指定类指定方法的代码片段称为切面，而切入到哪些类、哪些方法则叫切入点。有了AOP，我们就可以把几个类共有的代码，抽取到一个切片中，等到需要时再切入对象中去，从而改变其原有的行为。这样看来，AOP其实只是OOP的补充而已。OOP从横向上区分出一个个的类来，而AOP则从纵向上向对象中加入特定的代码。有了AOP，OOP变得立体了。如果加上时间维度，AOP使OOP由原来的二维变为三维了，由平面变成立体了。从技术上来说，AOP基本上是通过代理机制实现的
		AOP在编程历史上可以说是里程碑式的，对OOP编程是一种十分有益的补充

1、打印日志

2、事务

3、权限处理

打印日志

业务代码和打印日志耦合起来

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UVN2ilrj-1659516763946)(png/image-20220327235846771.png)]

计算器方法中，日志和业务混合在一起，AOP 要做的就是将日志代码全部抽象出去统一进行处理，计算器方法中只保留核心的业务代码。

做到核心业务和非业务代码的解耦合

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DbyfDN1G-1659516763949)(png/image-20220327235915247.png)]

1、创建切面类

package com.southwind.aop;

import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Arrays;

@Component
@Aspect
public class LoggerAspect {

    @Before("execution(public int com.southwind.aop.CalImpl.*(..))")
    public void before(JoinPoint joinPoint){
        String name = joinPoint.getSignature().getName();
        System.out.println(name+"方法的参数是"+ Arrays.toString(joinPoint.getArgs()));
    }

    @AfterReturning(value = "execution(public int com.southwind.aop.CalImpl.*(..))",returning = "result")
    public void afterReturning(JoinPoint joinPoint,Object result){
        String name = joinPoint.getSignature().getName();
        System.out.println(name+"方法的结果是"+result);
    }
}

2、实现类添加 @Component 注解

package com.southwind.aop;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class CalImpl implements Cal {
    @Override
    public int add(int num1, int num2) {
        int result = num1 + num2;
        return result;
    }

    @Override
    public int sub(int num1, int num2) {
        int result = num1 - num2;
        return result;
    }

    @Override
    public int mul(int num1, int num2) {
        int result = num1 * num2;
        return result;
    }

    @Override
    public int div(int num1, int num2) {
        int result = num1 / num2;
        return result;
    }
}

3、配置自动扫包，开启自动生成代理对象

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
       xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://www.springframework.org/schema/context
       http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
       http://www.springframework.org/schema/aop
       http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.3.xsd">

    
    <context:component-scan base-package="com.southwind.aop">context:component-scan>

    
    <aop:aspectj-autoproxy>aop:aspectj-autoproxy>

beans>

4、使用

package com.southwind.aop;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
        Cal bean = context.getBean(Cal.class);
        System.out.println(bean.add(9, 8));
        System.out.println(bean.sub(9, 8));
        System.out.println(bean.mul(9, 8));
        System.out.println(bean.div(9, 8));
    }
}

AOP核心概念

在上面介绍AOP的工作流程中，我们提到了两个核心概念，分别是:

• 目标对象(Target)：原始功能去掉共性功能对应的类产生的对象，这种对象是无法直接完成最终工作的
• 代理(Proxy)：目标对象无法直接完成工作，需要对其进行功能回填，通过原始对象的代理对象实现

上面这两个概念比较抽象，简单来说，

目标对象就是要增强的类[如:BookServiceImpl类]对应的对象，也叫原始对象，不能说它不能运行，只能说它在运行的过程中对于要增强的内容是缺失的。

SpringAOP是在不改变原有设计(代码)的前提下对其进行增强的，它的底层采用的是代理模式实现的，所以要对原始对象进行增强，就需要对原始对象创建代理对象，在代理对象中的方法把通知[如:MyAdvice中的method方法]内容加进去，就实现了增强,这就是我们所说的代理(Proxy)。

DI

基于 field 的注入

所谓基于 field 的注入，就是在变量上使用 @Autowired 注解进行依赖注入。这是我们最熟悉的一种方式，同时，也正是 Spring 团队所不推荐的方式。它用起来就像这样：

@Autowired
private DependencyClass aDependency;

基于 setter 方法的注入

通过 setter() 方法，以及在方法上加入 @Autowired 注解，来完成的依赖注入，就是基于 setter 方法的注入。它用起来就像这样：

private DependencyClass aDependency;

@Autowired
public void setADependency(DependencyClass aDependency) {
    this.aDependency = aDependency;
}

注：在 Spring 4.3 及以后的版本中，setter 上面的 @Autowired 注解是可以不写的。

基于构造方法的注入

将各个必需的依赖全部放在带有 @Autowired 注解构造方法的参数中，并在构造方法中完成对应变量的初始化，这种方式，就是基于构造方法的注入。它用起来就像这样：

public class AClass {
    // 这里 final 修饰符并不是必须的，但是我喜欢这么做
    // 因为这样不仅可以在代码上防止 aDependency 被修改
    // 在语义上也可以表明 aDependency 是不应该被修改的
    private final DependencyClass aDependency;

    @Autowired
    public AClass(DependencyClass aDependency) {
        this.aDependency = aDependency;
    }
}

注：在 Spring 4.3 及以后的版本中，如果这个类只有一个构造方法，那么这个构造方法上面也可以不写 @Autowired 注解。

基于 field 的注入有什么问题

基于 field 的注入，虽然不是绝对禁止使用，但是它可能会带来一些隐含的问题。比如，在这篇博客)中，作者给出了这样的一个代码：

@Autowired
private User user;

private String school;

public UserAccountServiceImpl(){
    this.school = user.getSchool();
}

初看起来好像没有什么问题，User 类会被作为一个依赖被注入到当前类中，同时这个类的 school 属性将在初始化时通过 user.getSchool() 方法来获得值。但是，这个代码在运行时，却会抛出如下的异常：

Exception in thread "main" org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name '...' defined in file [....class]: Instantiation of bean failed; nested exception is org.springframework.beans.BeanInstantiationException: Failed to instantiate [...]: Constructor threw exception; nested exception is java.lang.NullPointerException

即，在执行 UserAccountServiceImpl() 这个构造方法时出现了 NPE。

出现这个问题的原因是，Java 在初始化一个类时，是按照静态变量或静态语句块 –> 实例变量或初始化语句块 –> 构造方法 -> @Autowired 的顺序 ，那么显而易见，在执行这个类的构造方法时，user 对象尚未被注入，它的值还是 null，从而产生了 NPE

基于field的注入警告

IDEA 在一个 @Autowired 注解上打了一个警告，内容是 Field injection is not recommended

警告信息

不建议直接在字段上进行依赖注入。
Spring 开发团队建议：在 Java Bean 中永远使用构造方法进行依赖注入。对于必须的依赖，永远使用断言来确认

修改代码

一开始，代码是这样子的：

public class AClass{
    @Autowired
    private DependencyClass aDependency;
}

根据提示，我将代码修改成了这样子：

public class AClass {
    private final DependencyClass aDependency;

    public AClass(DependencyClass aDependency) {
        this.aDependency = aDependency;
    }
}

然后警告就消失了，同时运行没有问题，说明这个修改是可行的。

另外，如果你的项目中引入了 Lombok，那么代码甚至可以精简成这样子：

// 该注解指示Lombok为所有没被初始化过的final的变量创建构造方法
@RequiredArgsConstructor
public class AClass {
    private final DependencyClass aDependency;
}

总结

Spring建议使用构造器注入，而一般的开发中用setting注入比较方便

public class AClass {
    private DependencyClass aDependency;

    @Autowired
    public void setADependency(DependencyClass aDependency) {
        this.aDependency = aDependency;
    }
}